题目内容
)如图所示,一质量为m的氢气球用细绳拴在地面上,地面上空风速水平且恒为v0,球静止时绳与水平方向夹角为α.某时刻绳突然断裂,氢气球飞走.已知氢气球在空气中运动时所受到的阻力f正比于其相对空气的速度v,可以表示为f=kv(k为已知的常数).则
(1)氢气球受到的浮力为多大?
(2)绳断裂瞬间,氢气球加速度为多大?
(3)一段时间后氢气球在空中做匀速直线运动,其水平方向上的速度与风速v0相等,求此时气球速度大小(设空气密度不发生变化,重力加速度为g).
(1)氢气球受到的浮力为多大?
(2)绳断裂瞬间,氢气球加速度为多大?
(3)一段时间后氢气球在空中做匀速直线运动,其水平方向上的速度与风速v0相等,求此时气球速度大小(设空气密度不发生变化,重力加速度为g).
(1)(2)(3)
(1)气球静止时受力如图,设细绳的拉力为T,由平衡条件得
(2分)
(2分)
解得 (1分)
(1分)
(2)细绳断裂瞬间,气球所受合力大小为T,则加速度大小为
(1分)
解得 (2分)
(3)设气球匀速运动时,相对空气竖直向上速度vy,则有
(2分)
解得 (1分)
气球相对地面速度大小 (2分)
解得 (1分)
(2分)
(2分)
解得 (1分)
(1分)
(2)细绳断裂瞬间,气球所受合力大小为T,则加速度大小为
(1分)
解得 (2分)
(3)设气球匀速运动时,相对空气竖直向上速度vy,则有
(2分)
解得 (1分)
气球相对地面速度大小 (2分)
解得 (1分)
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